5. Требования к изделиям в части номинальных значений климатических факторов внешней среды при эксплуатации
5.1. Для изделий, предназначенных для работы в нормальных условиях, в качестве номинальных принимают значения климатических факторов внешней среды, указанные в разд. 3 (с учетом пп. 5.4; 5.6; 5.7).
(Измененная редакция, Изм. № 3).
5.2. В тех случаях, когда функциональное назначение изделия не обусловливает необходимости его работы в диапазоне нормальных значений климатических факторов, установленных для данного вида исполнения, в технических условиях на изделия указывают более узкий или широкий диапазон значений, обусловленный технической необходимостью. В частности, повышенные по сравнению с приведенными в п. 3.2 верхнее и среднее значения температуры окружающего воздуха следует принимать для изделий, специально предназначенных для эксплуатации вблизи прокатных станов или литейного оборудования, для применения в качестве встроенных элементов в комплектных электротехнических и радиоэлектронных изделиях (аппаратуре) или их блоках, а также для применения под капотом автомобилей и тракторов или в других закрытых конструкциях, где температура внутри конструкции выше, чем снаружи из-за выделения тепла соседними изделиями или из-за недостаточного рассеяния тепла, выделяемого данным изделием. Значения номинальных климатических факторов, отличные от нормальных, допускается устанавливать также для отдельных видов изделий, работающих в специфических условиях (например, для оборудования животноводческих помещений, изделий сезонного использования и т.п.).
Если для работы изделия установлен более узкий диапазон значений климатических факторов, то при хранении и (или) транспортировании в эксплуатации, например, при перерывах в работе (эксплуатации в нерабочем состоянии) изделие должно выдерживать воздействие всего диапазона нормальных значений климатических факторов, установленных для соответствующего вида климатического исполнения, что указывают в НТД на изделие.
Допускается по согласованию с заказчиком указывать более узкий диапазон значений климатических факторов в тех случаях, когда изделие по своим конструктивным и физическим параметрам не может эксплуатироваться (работать или храниться и транспортироваться при перерывах в работе) во всем диапазоне значений климатических факторов, а переработка изделия технически и экономически нецелесообразна. При этом, как правило, указывают также рекомендации о дополнительных мероприятиях, которые следует выполнять для обеспечения возможности эксплуатации изделия во всем диапазоне значений климатических факторов.
Значения номинальных климатических факторов, отличные от нормальных, устанавливают в указанных в настоящем пункте случаях только при наличии специального технического обоснования, подтвержденного измерениями значений факторов.
(Измененная редакция, Изм. № 4).
5.3. Диапазон и скорость изменения температуры, к которым должны быть устойчивы изделия, устанавливают в стандартах, технических условиях или технических заданиях на изделия, при этом для одного вида изделия требования быстрой и медленной скорости изменения температур могут быть установлены в пределах различных диапазонов температур в зависимости от особенностей эксплуатации.
(Измененная редакция, Изм. № 3).
5.4. При установлении номинальных температур для изделий в соответствии с п. 5.1 необходимо:
а) для изделий категории 1 при установлении верхних и предельных рабочих значений температуры учитывать дополнительное увеличение температуры изделия за счет нагрева солнечными лучами.
Исключение составляют изделия, конструктивные особенности или характер работы которых обеспечивают практическое отсутствие дополнительного повышения температуры тех узлов или деталей, которые влияют на долговечность и надежность изделия. Рекомендуется принимать значения дополнительных увеличений температуры изделий за счет нагрева солнечными лучами, указанные в табл. 9.
Таблица. Стандарты климатических исполнений по ГОСТ. Маркировка и обозначение климатических исполнений ГОСТ15150-69.
Таблица. Стандарты климатических исполнений по ГОСТ. Маркировка и обозначение климатических исполнений ГОСТ15150-69.
ГОСТ 15150-69 распространяется на все виды машин, приборов и других технических изделий и устанавливает макроклиматическое районирование земного шара, исполнения, категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования изделий в части воздействия климатических факторов внешней среды. Климатическое исполнение в Центральной Антарктиде не определяются по ГОСТ 15150-69. Несколько макроклиматических районов могут быть объединены в группу макроклиматических районов (например категория климатического исполнения УХЛ, Т).
Типы климатических исполнений, обозначение:
Пример обозначения: Затвор поворотный ЗП 200-16 УХЛ 1. Здесь имеется ввиду, что затвор поворотный условным диаметром 200 мм, рабочим давлением 16 бар может использоваться при умеренно-холодном климате при температуре до минус 60 о С на открытом воздухе.
Цифра после букв означает категорию размещения:
Общие положения ГОСТ 15150-69
По согласованию с заказчиком, допускается поставка изделий в исполнении для умеренного климата У1 в районы в пределах 50 км от юго-западной и юго-восточной границ макроклиматического района с холодным климатом на территории Российской
Федерации. Изделия, размещенные на передвижных установках, предназначенных для поставок в район побережья Охотского (севернее устья р. Уда) и Берингова морей (за исключением Камчатского полуострова), должны изготавливаться в исполнении ХЛ.
Точно так же биологические системы имеют приемлемый температурный диапазон, который можно назвать «рабочей температурой».
СОДЕРЖАНИЕ
Диапазоны
Большинство устройств изготавливаются в нескольких температурных режимах. Широко распространены следующие оценки:
Тем не менее, каждый производитель определяет свои собственные температурные классы, поэтому дизайнеры должны уделять пристальное внимание фактическим техническим характеристикам. Например, компания Maxim Integrated использует пять температурных категорий для своей продукции:
Для электрических устройств рабочая температура может быть температурой перехода (T J ) полупроводника в устройстве. Температура перехода зависит от температуры окружающей среды и для интегральных схем определяется уравнением:
Аэрокосмическая и военная промышленность
Электрические и механические устройства, используемые в военных и аэрокосмических приложениях, могут нуждаться в большей изменчивости окружающей среды, включая температурный диапазон.
Коммерческая и розничная торговля
Поскольку некоторые устройства выделяют тепло во время работы, им может потребоваться терморегулирование, чтобы гарантировать, что они находятся в заданном диапазоне рабочих температур; в частности, что они работают при максимальной рабочей температуре устройства или ниже. Для охлаждения микропроцессора, установленного в типичной коммерческой или розничной конфигурации, требуется «правильно установленный на процессоре радиатор и эффективный поток воздуха через корпус системы». Системы предназначены для защиты процессора от необычных условий эксплуатации, таких как «более высокая, чем обычно, температура окружающего воздуха или отказ компонента управления температурным режимом (например, системного вентилятора)», хотя в «правильно спроектированной системе эта функция никогда не должна стать активным ». Охлаждение и другие методы управления температурой могут повлиять на производительность и уровень шума. В жилых помещениях могут потребоваться стратегии снижения шума, чтобы гарантировать, что уровень шума не станет дискомфортным.
Срок службы и эффективность батареи зависит от рабочей температуры. Эффективность определяется путем сравнения срока службы аккумулятора в процентах от срока службы, достигнутого при 20 ° C, в зависимости от температуры. Омическая нагрузка и рабочая температура часто вместе определяют скорость разряда батареи. Более того, если ожидаемая рабочая температура для первичной батареи отклоняется от типичного диапазона от 10 ° C до 25 ° C, то рабочая температура «часто будет влиять на тип батареи, выбранной для применения». Было показано, что рекуперация энергии из частично разряженной литиевой батареи из диоксида серы улучшается при «надлежащем повышении рабочей температуры батареи».
Биология
Всё об энергетике
Климатическое исполнение, категория установки. Климатические факторы. Расшифровка обозначений
При выборе того или иного оборудования кроме его функций и характеристик внимательно нужно отнестись и к климатическому исполнению. Условия внешней среды играют важную роль, от правильности выбора климатического исполнения будет зависеть надёжность и срок эксплуатации оборудования. В России этот аспект регламентируется ГОСТ 15150 «Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды».
Расшифровка буквенных и цифровых значений
Говоря «климатическое исполнение оборудования» обычно подразумевают и его категорию установки. Ниже приведены расшифровки буквенно-цифровых аббревиатур.
Климатическое исполнение
Буквенные обозначения климатического исполнения изделий и пояснения к ним приведены в таблице 1 [1, таб.1].
Категория установки
Примеры расшифровки климатического исполнения
Когда нужно понять, для какого климата предназначено оборудование:
Когда нужно уточнить требуемое климатическое исполнение оборудования по условиям эксплуатации:
Нормальные значения климатических факторов при эксплуатации и требования к изделиям
Нормальные значения климатических факторов указанные ниже относятся к эксплуатации изделий на высотах до 1000 м над уровнем моря [1, п.3.1]. Для изделий, эксплуатируемых на высотах свыше 1000 м (в том числе как свыше 1000 м, так и до 1000 м) могут быть установлены другие значения климатических факторов (кроме давления и нижнего значения температуры). При этом верхнее и среднее значения температур для работы изделий на высотах от 1000 м до 4300 м могут быть вычислены уменьшением указанных в таблице 4 на 0,6 o C каждые 100 м.
При наличии специального технического обоснования, подтверждённого измерениями значений климатических факторов их номинальные значения могут быть установлены отличными от указанных ниже [1, п.5.2].
Температура окружающего воздуха
Значения температуры окружающего воздуха приведены ниже, в таблице 4 [1, таб.3]. Для изделий категории 1, если их поверхность подвергается нагреву солнцем, верхнее, среднее и предельное рабочие значения температуры должны приниматься выше, чем указано в таблице 4:
Для изделий категорий 1; 1.1; 2; 3, предназначенных для районов СНГ, допускается руководствоваться таблицей 5 [1, прил.4] в части нижних значений температуры.
Требования по температуре внешней среды предъявляются к изделиям всех исполнений и категорий. Требования по предельным рабочим значениям температуры воздуха устанавливаются только для изделий с высокой вероятностью безотказной работы, если это указано в технических заданиях на изделия (вероятность появления предельных значений температуры равна 0,00001) [1, п.4.1].
Изменение температуры воздуха
Величины изменения температуры окружающего воздуха за 8 часов приведены в таблице 6 [1, п.3.5]. Требования по смене температур предъявляются к изделиям всех исполнений и категорий [1, п.4.1].
Температура охлаждающей воды
Значения температуры охлаждающей воды приведены в таблице 7 [1, таб.4].
Температура почвы
Рабочие значения температуры почвы для глубины 1 м приведены в таблице 8 [1, таб.5].
Влажность воздуха
Для изделий, применяемых только в герметичных объёмах (в том числе вскрываемых для осмотра и ремонта) значение относительной влажности устанавливают:
Рабочие значения влажности воздуха, а именно, сочетания относительной влажности и температуры приведены в таблице 9 [1, таб.6].
Требования по влажности воздуха предъявляются к изделиям всех исполнений и категорий [1, п.4.1].
Атмосферное давление
Требования по давлению воздуха предъявляются к изделиям всех исполнений и категорий [1, п.4.1].
Для наземных изделий, эксплуатируемых на высоте до 1000 м над уровнем моря установлены следующие значения атмосферного давления [1, п.3.7]:
Скорость ветра
Требование по воздействию скорости ветра предъявляют только к изделиям для которых это указано в техническом задании [1, п.4.3]. Верхнее предельное значение скорости ветра для всех климатических исполнений составляет 50 м/с [1, п.3.12].
Интенсивность дождя
Требования по воздействию дождя предъявляют только к изделиям категории 1 и 1.1, если для последнего это указано в техническом задании [1, п.4.2]. Верхнее рабочее значение интенсивности дождя составляет [1, п.3.9]:
Для климатического исполнения У, УХЛ (ХЛ) для определения сочетания интенсивности и продолжительности дождя следует руководствоваться таблицей 10 [1, приложение 5].
Интенсивность падения капель
Требования по воздействию падающих капель предъявляется только к изделиям для которых это указано в техническом задании [1, п.4.3]. Верхнее рабочее значение интенсивности падения капель для изделий М, ТМ, ОМ, В категории 5, не являющихся встроенными элементами внутреннего монтажа составляет 0,4 мм/мин, если их угол к горизонту составляет от 90 o до 45 o [1, п.3.10].
Состав атмосферы
Воздействие пыли
Требования по динамическому абразивному воздействию пыли предъявляют к категории 1 исполнений ТС, О и В, только к наружным частям изделий. В остальных случаях эти требования предъявляются когда это указывается в техническом задании [1, п.4.4].
Требования по работоспособности или пыленепроницаемости при статическом или динамическом воздействии пыли предъявляют к изделиям категорий 1 исполнений ТС, О и В, имеющим подвижные или сочленяющиеся части. В остальных случаях эти требования предъявляют когда это указывается в техническом задании [1, п.4.5].
Требования по работоспособности или пыленепроницаемости при статическом и динамическом воздействии не предъявляют к деталям и узлам, предназначенным для размещения в комплектных изделиях с пыленепроницаемыми оболочками [1, п.4.5].
Требования по динамическому абразивному воздействию снежной пыли предъявляют к наружным частям изделий исполнения УХЛ (ХЛ) категории 1. В остальных случаях эти требования предъявляются когда это указывается в техническом задании [1, п.4.7].
Требования по работоспособности или пыленепроницаемости при статическом или динамическом воздействии снежной пыли предъявляют к изделиям категории 1 исполнений У, УХЛ (ХЛ), О, В, если это указано в техническом задании или ином документе на изделие [1, п.4.8].
Рабочие значения параметров, характеризующих действие пыли, приведены в таблице 12 [1, таб.7]:
Солнечное излучение
Требования по воздействию солнечного излучения предъявляют только к изделиям категории 1. При этом к изделиям категории 1.1 требование предъявляют, если это указано в техническом задании. Требования могут предъявляться не к изделию в целом, а только к тем его узлам и деталям, которые в условиях эксплуатации подвергаются непосредственному облучению солнцем [1, п.4.2].
Концентрация озона
Требование по воздействию озона предъявляют к изделиям категорий 1 и 2, для которых это указано в техническом задании [1, п.4.6]. Верхнее рабочее значение концентрации озона в приземном (приводном) слое воздуха составляет [1, п.3.11]:
Коррозионная стойкость
Требования к коррозионной стойкости при воздействии соляного тумана предъявляют к изделиям исполнений М, ТМ, ОМ, В категорий 1 и 2, а так же к предназначенным для эксплуатации на побережьях изделиям категории 1 и 2 других исполнений. Методы оценки коррозионной стойкости и допустимые изменения внешнего вида изделий устанавливают в техническом задании, стандарте или технических условиях [1, п.4.10].
Требования по воздействию плесневых грибов предъявляют к изделиям (их деталям, узлам) исполнений Т, ТВ, ТМ, ОМ, О, В (кроме изделий категории 4.1) [1, п.4.9].
Водонепроницаемость
Требования по водонепроницаемости (сохранению параметров в пределах установленных значений после пребывания в воде в течении часа, если в техническом задании не указано иное) предъявляются к изделиям (их частям), которые могут на короткий срок оказаться под водой [1, п.4.11]. Изделия, по условиям работы подвергающиеся обливанию морской водой, должны сохранять свои параметры в пределах установленных значений [1, п.4.12].
Обледенение
Требования по работоспособности при выпадении на изделии инея предъявляют к исполнениям УХЛ (ХЛ), М, ОМ, О, В категории 1, а также предназначенным для эксплуатации под навесом изделиям категории 2. Для изделий электротехники это выражается в том, чтобы после выпадения на нём инея и последующей его оттайки не происходило пробоя или поверхностного перекрытия [1, п.4.13].
Требования по работоспособности изделий при образовании на них гололёда предъявляют (если это указано в техническом задании) к изделиям исполнений У, ТУ, УХЛ (ХЛ), М, ОМ, О, В категории 1 и 2 (если изделие будет эксплуатироваться под навесом) имеющим открытые подвижные части и/или открытые размыкаемые контакты [1, п.4.13а].
Другие требования
Если изделия предназначены для эксплуатации в особых условиях внешней среды (например атмосфера агрессивных газов химических производств или инертных газов, жидкая среда, облучение, насыщенность атмосферным электричеством), дополнительные параметры этой среды должны быть учтены [1, п.4.15].
Нормальные значения климатических факторов при испытаниях
Для испытаний изделий ГОСТ 15150 устанавливает более узкий диапазон климатических факторов внешней среды (нормальные климатические условия испытаний) [1, п.3.15]:
Примечание: При температурах выше 30 o C относительная влажность воздуха не должна быть выше 70%. Допускается вместо верхнего значения диапазона 80% устанавливать значение 75%.
Если в стандартах на отдельные группы изделий приняты другие пределы, то перечисленные выше значения утрачивают силу.
Если невозможно обеспечить нормальные климатические условия испытаний, допускается проводить испытания в климатических условиях УХЛ4 или О4 с пересчётом к нормальным климатическим условиям испытаний. Методика пересчёта должна быть установлена в нормативно-технической документации на изделия и/или программе испытаний.
ГОСТ 15150-69. Климатическое исполнение, категория размещения
Содержание: описание климатических исполнений; характеристики макроклиматов по температуре и влажности; несоответствия ГОСТ 15150 и международных МЭК; главы стандарта; примеры.
Исполнения для разных климатических районов, категории размещения, условия эксплуатации с определёнными температурами и влажностью.
Описание климатического стандарта ГОСТ 15150, ссылка на документ, нестыковки между МЭК и ГОСТ, расшифровка УХЛ1, УХЛ2, УХЛ3, УХЛ4, УХЛ5, У1, У2, У3, У5, ХЛ1, ХЛ2, ХЛ3, ХЛ5
Ссылка для скачивания климатического ГОСТа 15150-69.
Описание и расшифровка наиболее распространённых климатических исполнений: УХЛ1, У1, ХЛ1, УХЛ2, У2, ХЛ2, УХЛ3, У3, ХЛ3, УХЛ4, УХЛ5, У5, ХЛ5 и других
Наиболее интересное из изложенного ниже в тематическом видеоролике:
Климатическое исполнение и категорию размещения пишут слитно:
Расшифровка первой части обозначения (буквы, климатическое исполнение):
Для морских макрорайонов могут использовать обозначения:
Климатическое исполнение ОМ могут трактовать как сочетание букв О и М, тогда изделие допускается эксплуатировать во всех районах суши и на море в умеренно-холодных макрорайонах.
Разбор второй части обозначения (цифра, категория размещения):
В зависимости от выбранного производителем макроклиматического района (или районов) по стандарту ГОСТ 15150 (таблица 3 на странице 9 и таблица 6 на странице 11) назначают диапазон температур воздушной среды и относительную влажность при эксплуатации (стандарт вносит множество поправок для конкретных случаев, смотрите оригинал).
| Макроклиматический район (или районы) | Категория размещения | Рабочие температуры, °С | Предельные рабочие температуры, °С | Относительная влажность | |||
| отрицательная | положительная | min | max | среднегодовая | верхнее значение | ||
| У | 1 и 2 | -45 | +40 | -50 | +45 | 75 % при +15 °С | 100 % при +25 °С |
| 3 | -45 | +40 | -50 | +45 | 75 % при +15 °С | 98 % при +25 °С | |
| 5 | -5 | +35 | -5 | +35 | 90 % при +15 °С | 100 % при +25 °С | |
| ХЛ | 1 и 2 | -60 | +40 | -70 | +45 | 75 % при +15 °С | 100 % при +25 °С |
| 3 | -60 | +40 | -70 | +45 | 75 % при +15 °С | 98 % при +25 °С | |
| 5 | -10 | +35 | -10 | +35 | 90 % при +15 °С | 100 % при +25 °С | |
| УХЛ | 1 и 2 | -60 | +40 | -70 | +45 | 75 % при +15 °С | 100 % при +25 °С |
| 3 | -60 | +40 | -70 | +45 | 75 % при +15 °С | 98 % при +25 °С | |
| 4 | +1 | +35 | +1 | +40 | 60 % при +20 °С | 80 % при +25 °С | |
| 5 | -10 | +35 | -10 | +35 | 90 % при +15 °С | 100 % при +25 °С | |
| Т | 1 и 2 | -10 | +50 | -10 | +60 | 80 % при +27 °С | 100 % при +35 °С |
| 3 | -10 | +50 | -10 | +60 | 75 % при +27 °С | 98 % при +35 °С | |
| 5 | +1 | +35 | +1 | +35 | 80 % при +27 °С | 100 % при +35 °С | |
| О | 1 и 2 | -60 | +50 | -70 | +60 | 80 % при +27 °С | 100 % при +35 °С |
| 4 | +1 | +45 | +1 | +55 | 75 % при +27 °С | 98 % при +35 °С | |
| 5 | -10 | +35 | -10 | +35 | 80 % при +27 °С | 100 % при +35 °С | |
| М | 1 и 2 | -40 | +40 | -40 | +45 | 80 % при +22 °С | 100 % при +25 °С |
| 4 | -10 | +40 | -10 | +40 | 75 % при +22 °С | 98 % при +25 °С | |
| В | 1, 2 и 3 | -60 | +50 | -70 | +6 | 80 % при +27 °С | 100 % при +35 °С |
| 4 | -10 | +45 | -10 | +55 | 75 % при +27 °С | 98 % при +35 °С | |
| 5 | -40 | +45 | -40 | +45 | 80 % при +27 °С | 100 % при +35 °С | |
Изделия, которые эксплуатируют в уличных условиях (категория размещения 1), нагреваются солнечными лучами, следовательно, верхние значения рабочих и предельных температур увеличивают на:
При нормированном верхнем значение относительной влажности 100 % образовывается конденсат, при нормированных значениях 80 % и 98 % конденсата влаги не возникает.
Нормативный документ ГОСТ 15150 разбивает земной шар на климатические районы, а также определяет исполнения, категории, условия эксплуатации, хранения и транспортировки.
Сочетание букв и цифр дают климатическое исполнение и категорию размещения:
Как заметили, среди перечисленных выше исполнений нет некоторых сочетаний (например, У4, ХЛ4, Т4, О3 и других). Такие исполнения не изготавливают, так как их заменяют на климатические исполнения, которые охватывают более широкие районы:
| Вид климатического исполнения | ||||||||||||||
| не изготавливают | У4, ХЛ4 ТУ4 | У4.1 ХЛ4.1 ТУ4.1 | У4.2 ХЛ4.2 ТУ4.2 | ТУ5 | Т4 | Т4.1 | Т4.2 | ТВ5 | ТС2.1 | О3 | О3.1 | ТМ4.1 ОМ4.1 | ОМ3.1 | ОМ5 |
| на замену (альтернативные) | УХЛ4 | УХЛ4.1 | УХЛ4.2 | У5 | О4 | О4.1 | О4.2 | Т5 | ТС2 | В3 | В3.1 | В4.1 | ОМ4 | В5 |
Воспроизведение таблицы 2а на странице 7.
Характеристики типов климатов и макроклиматов по температуре и влажности
Частичное воспроизведение таблиц 1, 2 и 3 приложения 11 на странице 47.
Обратите внимание на тёплый влажный равномерный климат (рай на земле) – среднесуточное колебание температуры в течение 1 года всего 16 °С; зимой абсолютный минимум +4 °С (то есть ниже не было), летом максимальная жара +40 °С (конечно, из-за влажности ощущения будут на +50). Зачем дублёнка или шуба – одного забытого свитера достаточно. Я хочу там жить.
Распространение государственного стандарта ГОСТ 15150-69
Требования, изложенные в данном стандарте, являются обязательными для исполнения, кроме требований определённых как рекомендуемые или допускаемые.
Применим для любых видов машин, приборов и других технических изделий.
Несоответствие настоящего климатического стандарта ГОСТ 15150-69 и международного МЭК
По нескольким веским причинам, невозможно говорить об работе для приведения в соответствие международного стандарта МЭК и нормативов на территории СНГ.
Разница в стандартах заложена в следующем (недостатки МЭК):
Стандарты МЭК серии 721-3 на данный момент подлежат пересмотру, поэтому гармонизацию климатических нормативных документов пока реализовать нельзя.
Краткое содержание
Стандарт содержит следующие главы:
Приложения:
